一种光纤互联阵列温度场平板探测装置的制作方法

本发明涉及温度探测技术领域，尤其是涉及一种光纤互联阵列温度场平板探测装置。

背景技术：

目前，对电器柜、电力设备、机械设备的自动测温技术一般有接触式和非接触式两种类型，其中接触式又有热电偶测温、点式光纤温度传感器测温、光纤光栅测温等技术，热电偶测温、点式光纤温度传感器测温均需将传感器贴在测温部位，对于电控箱等内部结构复杂，测温点较多的运用场景，存在主机庞大、布线复杂，不利监控对象维护维修的缺点，而光纤光栅传感器虽然能较好的解决布线复杂的问题，如潘洪涛等的专利CN201621153558.4通信机房的光纤光栅测温系统，包括宽带光源发射器、光纤、设置在所述光纤上的光纤布拉格光栅传感器、及光纤光栅处理器，不仅系统复杂，为保证测量精度需将光纤布拉格光栅传感器贴合检测点捆扎安装，不适宜监测点较多的检测对象。本发明人的发明专利CN201210310226.2技术虽然很好的解决了温度场与实物的对应关系，但在实践中对电器柜温度场实施检测时，受电器柜空间和探头视角限制，一般柜内安装探头后无法实现全范围的温度场检测，即使设法部分探测，也存在电磁干扰、安装结构复杂等缺陷，而在柜体外监控电器柜温度场，虽然对温度变化较大的情况有很好的运用效果，但在元件发热量较低的情况下，效果并不理想。

技术实现要素：

针对以上现有技术中的不足，本发明提供一种光纤互联阵列温度场平板探测装置，用于电气柜、特种设备等不适宜使用广角红外摄像头的狭窄空间的温度场的探测。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种光纤互联阵列温度场平板探测装置，由光纤探头、光纤、光纤耦合器、红外阵列图像传感器组成；所述的光纤探头按阵列形式布置在底板上，经布置在底板上的光纤汇总后通过光纤耦合器与红外阵列图像传感器耦合，再通过红外阵列图像传感器将各光纤探头对待检测设备探测到的红外辐射量转化为与各点对应的温度场信号送后端设备显示或处理。

进一步地，所述的光纤探头至少有4个或4个以上光纤探头组成，每个探头以下列形式实现光线90°转弯并广角摄入红外光谱，一是可以在光纤末端直接加工45°全反射透镜，二是可选择熔接90°转弯光纤透镜，三是可选择安装90°变尾连接头并将光纤末端加工成所需要的透镜形式。

进一步地，所述的光纤是可以传送红外线的光纤，其一端连接光纤探头另一端与其它光纤一起组成光纤束线阵或矩阵排列，并与光纤耦合器连接。

进一步地，所述光纤耦合器是将光纤束与红外列传感器相互连接的器件，可以是仅提供阵列排列固定功能的装置，也可以是通过光锥实现光阵列纤束与红外阵列传感器相互连接。

进一步地，所述红外阵列图像传感器可以是线性阵列也可以是矩形阵列CCD红外传感器或CMOS红外传感器。

工作原理：通过光纤互联替代原红外摄像头聚焦透镜，将红外阵列图像传感器阵列的每个单元前移至光纤终点处，光纤探测面与探测目标平行，相当于将红外摄像头探测角度扩大到近180°，实现红外阵列单元的柔性延伸，保证在狭窄空间探测面全覆盖。

本发明的有益效果是：与现有发明相比本探测器具备以下优点：

1、耦合器、传感器体积小，无需复杂布线，贴合、捆扎即可实现狭窄空间温度探测，探测器二次开发简单，实用性强，适合现存设备改造和加装。

2、便于模块化、一体化、系列化设计和和制造，可靠性好，成本低廉，探测光纤可布置在定制的平板上，尺寸方便按要求预制，光纤柔软，可以将探测点灵活适配探测目标，即装即用，被探测目标设备维护维修方便，适用范围广，便于大规模推广使用。

光路传输非接触距离短，空气衰减低，探测灵敏度精度大幅提高。

4、可将红外传感器部分可布置在设备外部，探测器抗干扰能力强，不增加电器故障隐患。

5、后端温度场可为热图像或温度场显示，可以复合设备内部图片，监控直观方便。

附图说明

图1是本发明一种光纤互联阵列温度场平板探测装置的工作原理示意图

图2是本发明一种光纤互联阵列温度场平板探测装置的三维工作示意图

图中：1、光纤探头，2、光纤，3、光纤耦合器，4、红外阵列图像传感器，5-待检测设备

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。附图为简化的工作原理示意图，仅仅以示意方式说明本发明的基本组成结构。

一种光纤2互联阵列温度场平板探测装置，由光纤探头1、光纤2、光纤耦合器3、红外阵列图像传感器4组成；所述的光纤探头1按阵列形式布置在底板上，经布置在底板上的光纤2汇总后通过光纤耦合器3与红外阵列图像传感器4耦合，再通过红外阵列图像传感器4将各光纤探头1对待检测设备5探测到的红外辐射量转化为与各点对应的温度场信号送后端设备显示或处理。

进一步地，所述的光纤探头1至少有4个或4个以上光纤探头1组成，每个探头以下列形式实现光线90°转弯并广角摄入红外光谱，一是可以在光纤2末端直接加工45°全反射透镜，二是可选择熔接90°转弯光纤2透镜，三是可选择安装90°变尾连接头并将光纤2末端加工成所需要的透镜形式。

进一步地，所述的光纤2是可以传送红外线的光纤2，其一端连接光纤探头1另一端与其它光纤2一起组成光纤2束线阵或矩阵排列，并与光纤耦合器3连接。

进一步地，所述光纤耦合器3是将光纤2束与红外列传感器相互连接的器件，可以是仅提供阵列排列固定功能的装置，也可以是通过光锥实现光阵列纤束与红外阵列传感器相互连接。

进一步地，所述红外阵列图像传感器4可以是线性阵列也可以是矩形阵列CCD红外传感器或CMOS红外传感器。

工作原理：通过光纤2互联替代原红外摄像头聚焦透镜，将红外阵列图像传感器4阵列的每个单元前移至光纤2终点处，光纤2探测面与探测目标平行，相当于将红外摄像头探测角度扩大到近180°，实现红外阵列单元的柔性延伸，保证在狭窄空间探测面全覆盖。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。